生物質精煉技術步入三代階段

文/武 驗

筆者年初從淮北中潤生物能源技術開發有限公司獲悉，該公司研發成功的纖維素生物質同步水解技術繼2012年9月份通過科技部“863”成果驗收后，于2012年年底完成中試，并計劃2013年啟動產業化工作。這標志著我國在世界上率先取得了第三代生物質精煉技術的突破，比國外科學家預測的人類將植物所有組分轉化為石油替代產品的時間，提前了幾十年。該技術的成功意味著生物質精煉技術步入了第三代階段。

淮北中潤歷時近7年、投入近2億元研發成功的纖維素生物質同步水解技術，可同步將植物中所有的有機組分全部轉化為小分子有機物。該技術不僅在全球率先實現了木質素的徹底水解，同時，反應具備很高的選擇性。同步水解產物只有兩種有機物：小分子芳烴和小分子有機酸。

小分子芳烴用途廣、用量大，例如甲苯、對二甲苯、間三甲苯、均四甲苯等，當前基本來自石油。

同步水解得到的小分子有機酸產物，以乳酸為主，乙醇酸和甲酸為輔，還有少量其他有機酸。乳酸和乙醇酸是制備生物降解塑料的主要單體，甲酸是氫氣的載體。“863”驗收成果顯示，1噸植物水解可以得到1噸的有機物，其中小分子芳烴的產量超過20%，最高可超過30%，乳酸的產率約為35%，乙醇酸約10%，甲酸約10%。

以植物為原料生產甲苯類產物，對比石化精煉工藝的生產流程，淮北中潤同步水解精煉技術生產流程步驟更少。即當兩者都達到優化狀態時，植物原料的甲苯類產物生產成本有望低于石化路線。

當前全球的植物精煉技術處于第一代技術的產業化和第二代技術的研發中試階段。第一代技術使用可食用的糖、淀粉和動植物油脂為原料，制備化學品或液體燃料，其最大弊端是與人爭糧；第二代技術以植物為原料，其主要缺點在于產品單一，有機物產率很低。一代和二代技術從本質上看，都不具備市場競爭能力，需要各國政府的補貼扶持。

2006年，國際科學家推測幾十年后將出現第三代技術，即植物所有組分全部轉化為產品，不需要組分分離，類似石油化工精煉生產工藝，植物中的聚合物以最低成本全部解聚為小分子有機物，且目標產品的選擇性很高，可以同時制備液體運輸燃料和化工產品，并且新工藝可以整合到現有的石化精煉生產工藝中。如今，這一推測被淮北中潤生物能源技術開發有限公司提前實現。